淺談初中人工智能課程建設(shè)方略

摘?要：人工智能技術(shù)如何在教育教學(xué)中得以深入開展應(yīng)用，成體系的建設(shè)是影響中學(xué)人工智能教育水平的重要標(biāo)準(zhǔn)，對我校學(xué)生學(xué)習(xí)、了解甚至掌握人工智能基本概念、編寫程序及算法過程等方面的知識都具有很好的探究，在結(jié)合信息技術(shù)四個(gè)主要核心素養(yǎng)，將人工智能方面的知識溶于學(xué)生生活中出現(xiàn)的問題，并用智能方式去解決，讓知識與實(shí)踐回歸生活中去，所以在中學(xué)階段建設(shè)人工智能校本課程是一件有價(jià)值的探究。如何在教學(xué)中實(shí)現(xiàn)突破，形成初步的人工智能教育課程體系，是我們探索的方向與重點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：人工智能;校本教材;課程建設(shè)

人工智能領(lǐng)域是國家建設(shè)與發(fā)展的重要方向之一，國務(wù)院發(fā)布了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，明確指出在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程。盡管人工智能早在20世紀(jì)50年代就提出，大部分只是存在理論與原理，在它發(fā)展的歷史，比預(yù)想要慢，但是它的發(fā)展腳步一直沒有停止，目前人工智能的影響，大到世界的各個(gè)舞臺的展露，例如人機(jī)大戰(zhàn)、云計(jì)算等，小到我們生活中體現(xiàn)人工智能帶來的科技，語音技術(shù)、人臉技術(shù)、無人駕駛等等，正在影響人類，改變我們身邊熟悉的生活方式。

近幾年人工智能進(jìn)入高速發(fā)展的時(shí)代，人們對人工智能的教育也提出了新的期望與要求，教育部印發(fā)《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》和《教育信息化和網(wǎng)絡(luò)安全工作要點(diǎn)》明確提出，全面在中小學(xué)階段普及人工智能相關(guān)課程，讓更多的孩子感受人工智能教育帶來的科技創(chuàng)新，顯然人工智能教育已經(jīng)是信息技術(shù)和科技創(chuàng)新領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，使中小學(xué)人工智能和編程課程內(nèi)容能充分適應(yīng)信息時(shí)代、智能時(shí)代發(fā)展需要，也為我們這些在一線教學(xué)的信息技術(shù)教師在人工智能的教育升起一顆啟明星。

但是在中學(xué)教育階段，人工工智能教育受條件所限，人工智能教學(xué)沒能有效地形成體系。在中學(xué)任教我，深知教學(xué)技術(shù)改革需突破，也希望結(jié)合所在的中學(xué)課堂教學(xué)的現(xiàn)狀，嘗試探索符合我校學(xué)情的人工智能技術(shù)教育教學(xué)的應(yīng)用。需結(jié)合我校師生的認(rèn)知特點(diǎn)，加以分析，才能對我校人工智能校本課程更好實(shí)施建設(shè)打好基礎(chǔ)。

一、 人工智能的涵義

人工智能是一門富有挑戰(zhàn)性的學(xué)科，從事此項(xiàng)工作的人得擅長計(jì)算機(jī)科學(xué)知識，哲學(xué)研究和心理健康方面的學(xué)識，它是十分廣泛的學(xué)科，由不同領(lǐng)域構(gòu)成，也是計(jì)算機(jī)科學(xué)的分支，涉及信息學(xué)、控制學(xué)、自動(dòng)化學(xué)科、仿生學(xué)、生物學(xué)、心理學(xué)、數(shù)理邏輯、語言學(xué)、醫(yī)學(xué)和哲學(xué)等多門學(xué)科。人工智能研究主要包括：智能機(jī)器人、語音識別、機(jī)器學(xué)習(xí)、自動(dòng)程序設(shè)計(jì)、人臉識別等方面。結(jié)合我校校情，將人工智能教育中的課程建設(shè)重點(diǎn)在培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)與信息技術(shù)核心素養(yǎng)相吻合，包括信息意識、計(jì)算思維、數(shù)字化實(shí)踐能力、信息社會(huì)責(zé)任四個(gè)方面為主。

二、 校本課程的涵義及建設(shè)的涵義

校本課程是顧名思義是以學(xué)校為單位，由學(xué)校自行建設(shè)與本校相關(guān)的課程。它是國家課程和地方課程的一種補(bǔ)充性課程，是學(xué)校課程體系的重要組成部分。

我校校本課程建設(shè)應(yīng)在遵循國家教育政策的前提下，結(jié)合學(xué)校自身的辦學(xué)理念、特點(diǎn)等實(shí)際情況，以滿足學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展為主旨，對學(xué)生進(jìn)行需求的分析，充分利用學(xué)校的課程資源，可以從我國基礎(chǔ)教育的總目標(biāo)出發(fā)，再到每位學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)中，切實(shí)結(jié)合我校的師生實(shí)際情況與信息技術(shù)核心素養(yǎng)，納入我校人工智能的課程教學(xué)與設(shè)計(jì)，通過校內(nèi)教師與校外團(tuán)體、個(gè)人合作所建設(shè)的課程，包括教學(xué)大綱，教材，評價(jià)方式等成體系的，這樣能有效地將人工智能教學(xué)實(shí)踐上升至更高水平。

三、 校情學(xué)情分析

從學(xué)校的規(guī)模和地理位置分析，我校位于城鄉(xiāng)交界地帶，社會(huì)資源與教育資源相對市中心的學(xué)校教學(xué)薄弱，交通較便利，學(xué)校也屬新辦高完中學(xué)，教育政策也會(huì)傾向?qū)W校幫助成長，為校本課程建設(shè)提供了較好的條件，學(xué)校場地資源充足，并且我校正在實(shí)施新發(fā)展規(guī)劃，籌劃建設(shè)更多的科技創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室、多功能與多媒體教室、計(jì)算機(jī)教室等。目前我校已有1個(gè)計(jì)算機(jī)云教室，1個(gè)多媒體錄播教室，2個(gè)正在建設(shè)的科技和創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室，目前我校缺少人工智能設(shè)備較多，但教學(xué)硬件設(shè)備基礎(chǔ)較先進(jìn)。

學(xué)校建校以來很重視課程改革，從對我校校本課程建設(shè)與改革的發(fā)展，到保障課程建設(shè)經(jīng)費(fèi)的投入，為人工智能校本課程的建設(shè)提供了良好的基礎(chǔ)，當(dāng)前學(xué)校正在大力建設(shè)一所有“溫度”的學(xué)校，用溫度來發(fā)展學(xué)生，把課程改革的先進(jìn)理念滲透到課程建設(shè)中，促進(jìn)師生德、智、體、美全面發(fā)展，目前我校共開設(shè)“全人課程”50多門，初步完成校本課程4門。我校的信息技術(shù)教師非常樂意參加各類教學(xué)研討和研修，對校本課程建設(shè)熱情度高。學(xué)生方面發(fā)展?jié)撃茌^大，并積極參與學(xué)校開設(shè)的人工智能相關(guān)課程與活動(dòng)，學(xué)習(xí)熱情很高。

因此，對我校人工智能校本課程的建設(shè)，盡可能利用校內(nèi)與社會(huì)資源，將各方資源有效整合，要以培養(yǎng)學(xué)生的信息意識、計(jì)算思維、數(shù)字化實(shí)踐能力、信息社會(huì)責(zé)任四個(gè)方面為主，課程設(shè)置嘗試以項(xiàng)目、任務(wù)、案例為主相互結(jié)合與輔助，以小范圍、實(shí)踐，合作、探究等多種方式開展。

四、 校本課程目標(biāo)設(shè)置

課程目標(biāo)指課程本身要實(shí)現(xiàn)的具體目標(biāo)。它規(guī)定了某一教育階段的學(xué)生通過課程學(xué)習(xí)以后，在德、智、體、美、勞等方面期望實(shí)現(xiàn)的程度，是確定課程內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)方法的基礎(chǔ)。

《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（201七年版）》將“人工智能初步”列為選擇性必修模塊，包括：人工智能基礎(chǔ)、簡單智能系統(tǒng)建設(shè)、人工智能技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用三部分內(nèi)容。在初中階段，人工智能的課程則以“重在體驗(yàn)”，通過科技課程、競賽、講座等活動(dòng)，讓學(xué)生親身參與感受人工智能技術(shù)給我們帶來生活中的改變，并在參與中了解工作原理，并產(chǎn)生對人工智能學(xué)習(xí)的興趣，讓學(xué)生感受到人工智能課程的“好玩”。

課程目標(biāo)必須與教育目的和教育目標(biāo)保持一致，在課程建設(shè)前，應(yīng)根據(jù)我校的情況制訂適合的課程目標(biāo)和課程建設(shè)與規(guī)劃，課程目標(biāo)應(yīng)為整個(gè)課程建設(shè)做指引，也為后期課程內(nèi)容及評價(jià)確定標(biāo)準(zhǔn)。

中學(xué)人工智能校本課程的目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生的信息意識、計(jì)算思維、數(shù)字化實(shí)踐能力、信息社會(huì)責(zé)任四個(gè)方面，進(jìn)而培養(yǎng)和提高學(xué)生信息技術(shù)核心素養(yǎng)，重點(diǎn)讓學(xué)生在用眼觀察、用腦思考、動(dòng)手設(shè)計(jì)與制作、小組合作互動(dòng)等獲得豐富的實(shí)踐體驗(yàn)，使學(xué)會(huì)在學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、在實(shí)踐合作中解決問題，并收獲成功與獲得知識。

五、 校本課程內(nèi)容的建設(shè)

校本課程內(nèi)容是課程建設(shè)重要環(huán)節(jié)，在課程內(nèi)容建設(shè)時(shí)，保證校本課程內(nèi)容設(shè)計(jì)的合理性、科學(xué)性、可行性、拓展性。校本課程是國家課程、地方課程的一種補(bǔ)充性課程。校本課程內(nèi)容的建設(shè)要以國家的教育方針、政策為導(dǎo)向，不能與其課程計(jì)劃政策相沖突。

校本課程建設(shè)中要系統(tǒng)化。人工智能校本課程的內(nèi)容建設(shè)需要考慮整個(gè)初中階段學(xué)習(xí)人工智能課程的體系，同時(shí)建設(shè)的校本課程要符合我校七年級學(xué)生的學(xué)情、知識結(jié)構(gòu)、認(rèn)知方式，需環(huán)環(huán)相扣，呈階梯式上升，這樣才有利學(xué)生收獲完整的知識體系。

在課程內(nèi)容設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮結(jié)合我校的發(fā)展?fàn)顩r，及時(shí)了解學(xué)生對于知識的需求等問題。每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)調(diào)動(dòng)學(xué)生在課堂的積極性，課程內(nèi)容應(yīng)貼近生活，讓學(xué)生在課堂感受到輕松，切實(shí)讓學(xué)生感受到人工智能課程的“好玩”，從而順利達(dá)到教學(xué)效果的課程。

初中七年級的學(xué)生，剛從小學(xué)升入進(jìn)來，認(rèn)知水平和思維方式，已從形象的表示到抽象的表達(dá)階段，教材的語言應(yīng)設(shè)計(jì)簡潔易懂，采用通俗易懂陳述或以反問、親切的表達(dá)方式，比如：“同學(xué)們！”“請你們思考一下？”等語言。

在課程內(nèi)容的編排中，通過以項(xiàng)目課程系列式導(dǎo)入，其中包含2至3個(gè)小任務(wù)的建設(shè)，每個(gè)任務(wù)的設(shè)計(jì)可以通過生動(dòng)的情境或者有趣故事、游戲串聯(lián)起來，將枯燥乏味的編程課、設(shè)計(jì)課等在學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)提高熱情，在教材的排版設(shè)計(jì)可以采用圖文并茂，通過彩色印刷，這樣更能吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

初步調(diào)查，目前我校七年級學(xué)生在小學(xué)階段，接觸或者學(xué)習(xí)人工智能方面的知識甚少，了解到在小學(xué)階段學(xué)習(xí)scratch軟件的編程達(dá)一個(gè)學(xué)期時(shí)間，不超過全年級三分之一的數(shù)量，更別說其他編程或者人工智能課程的學(xué)習(xí)，七年級學(xué)生對人工智能認(rèn)知，也只存在網(wǎng)絡(luò)與信息技術(shù)課堂的學(xué)習(xí)，所以校本課程內(nèi)容建設(shè)任重而道遠(yuǎn)。另外我省2019年在新入學(xué)的七年級新生，將會(huì)學(xué)習(xí)新編信息技術(shù)教材的python編程內(nèi)容，正好利用這個(gè)契機(jī)，可以建設(shè)我校自己python的校本課程，更好幫助七年級學(xué)生提升人工智能學(xué)習(xí)興趣，也為我校的人工智能校本建設(shè)打開新篇章。

六、 總結(jié)與展望

當(dāng)前，我校人工智能課程建設(shè)和教學(xué)都還處于探索初級階段，尚有許多問題考慮不周而急需解決，腳下路還很長，人工智能課程建設(shè)涉及教學(xué)過程許多環(huán)節(jié)的綜合運(yùn)用，包括恰當(dāng)選題、編程與實(shí)踐、適時(shí)授課、科技輔導(dǎo)與訓(xùn)練等，是一門綜合性實(shí)踐性課程。開設(shè)人工智能相關(guān)課程，可以提升學(xué)生的人工智能認(rèn)知、思維及能力，幫助學(xué)生適應(yīng)未來的生活，提升教育現(xiàn)代化水平。

本文初步對我校人工智能在七年級校本課程的建設(shè)進(jìn)行了探究，往后我會(huì)繼續(xù)完善我校校本課程建設(shè)，合理考慮課程內(nèi)容編排，分層次設(shè)計(jì)各個(gè)學(xué)段的課程內(nèi)容，從認(rèn)知、體驗(yàn)、理解到應(yīng)用，逐步加深學(xué)生對人工智能相關(guān)知識的掌握，最終建設(shè)出一套完整，并適合我校的人工智能校本課程。

我們也希望在不斷探討和實(shí)踐中，編寫出優(yōu)秀的人工智能校本教材，促進(jìn)人工智能課程建設(shè)的規(guī)范化教學(xué)，期待有更多學(xué)者關(guān)注這一領(lǐng)域的內(nèi)容，并一起開展這方面的研究與探討。

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作者簡介：

張晉輝，四川省成都市，四川大學(xué)附屬中學(xué)新城分校。